std :: atomic <int>:x.fetch_add(1)和x ++之间的差异;

Question

有什么区别

extern std::atomic<int> x;
int i = x++;

和

extern std::atomic<int> x;
int i = x.fetch_add(1);

我觉得第二个版本更安全,但我看不出这两个版本之间的测试有什么不同.

Answer 1

差别绝对不是两种方法都保证的安全性=原子性.

我认为最重要的区别是fetch_add()可以采用不同的内存顺序参数,而对于增量运算符,它总是如此memory_order_seq_cst.

另一个明显的区别是,fetch_add()不仅可以1作为参数,而另一方面,operator++更可能使用lock inc指令实现(尽管理论上没有什么能阻止编译器进行这样的优化fetch_add(1))

所以回答你的确切问题,x++和之间没有任何语义上的重要区别x.fetch_add(1).该医生说:

此函数的行为就像使用1和memory_order_seq_cst作为参数调用atomic :: fetch_add一样.

Answer 2

x.fetch_add(1)和x++完全相同std::atomic

如果您相信 cppreference，https://en.cppreference.com/w/cpp/atomic/atomic/operator_arith说：

T operator++() volatile noexcept; (1)

T* operator++() volatile noexcept; (2)

1. 执行原子预增量。相当于fetch_add(1)+1。

2. 执行原子后递增。相当于fetch_add(1)。

https://en.cppreference.com/w/cpp/atomic/atomic/fetch_add然后文档：

T fetch_add( T arg, std::memory_order order = std::memory_order_seq_cst ) noexcept;

所以我们看到 ofstd::memory_order默认operator++为std::memory_order_seq_cst，这是可用的更强的，另请参阅：每个内存顺序是什么意思？

C++11 标准引号

如果您不相信 cppreference，C++11 N3337 草案29.6.5/33“原子类型操作的要求”说：

C A ::operator++(int) volatile noexcept;
C A ::operator++(int) noexcept;

返回： fetch_add(1)

29.6.5/2 澄清C并A：

• A 指原子类型之一。
• a C 指的是其对应的非原子类型

我无法找到明确的解释，但我想Returns: fetch_add(1)这意味着fetch_add(1)当然是因为它的副作用。

还值得进一步研究一下前缀版本：

C A ::operator++() volatile noexcept;
C A ::operator++() noexcept;

效果：fetch_add(1)

返回： fetch_add(1) + 1

这表明这个返回值+1，就像整数的常规前缀增量一样。

海湾合作委员会4.8

libstdc++-v3/include/std/atomic说atomic<int>继承__atomic_base<int>：

struct atomic<int> : __atomic_base<int>

libstdc++-v3/include/bits/atomic_base.h的实现如下：

__int_type
operator++(int) noexcept
{ return fetch_add(1); }

__int_type
operator++(int) volatile noexcept
{ return fetch_add(1); }

__int_type
operator++() noexcept
{ return __atomic_add_fetch(&_M_i, 1, memory_order_seq_cst); }

__int_type
operator++() volatile noexcept
{ return __atomic_add_fetch(&_M_i, 1, memory_order_seq_cst); }

_GLIBCXX_ALWAYS_INLINE __int_type
fetch_add(__int_type __i,
memory_order __m = memory_order_seq_cst) noexcept
{ return __atomic_fetch_add(&_M_i, __i, __m); }

_GLIBCXX_ALWAYS_INLINE __int_type
fetch_add(__int_type __i,
memory_order __m = memory_order_seq_cst) volatile noexcept
{ return __atomic_fetch_add(&_M_i, __i, __m); }

我不明白为什么后缀调用fetch_add助手而前缀直接使用内置函数，但最终它们都归结为 GCC 内在函数__atomic_fetch_add，并__atomic_add_fetch真正起作用。